Šifrování disku a dopad na výkon 2

23.9.2009 00:43 | Přečteno: 1356× | Linux | poslední úprava: 23.9.2009 00:57

V minulém zápisku jsem představil výsledky performance testu kopírování velikého souboru na různé souborové systémy s porovnáním toho samého při šifrování disku. Dnes bych toto téma rozšířil o LVM.

Opět jsem použil stejný soubor o velikosti 10GB, který jsem kopíroval z prvního disku na nový disk. Na novém disku jsem využil stejnou testovací partition 60GB (sdb1) a k ní jsem připravil další 20GB (sdb2). S ohledem na výsledky předchozího testu jsem pracoval pouze s vítězem pro veliké soubory: jfs. Celkem proběhly 3 testy.

Šifrování pod LVM vrstvou
Vytvořil jsem šifrovací zařízení přímo nad diskovou partiton, to jsem přiřadil jako physical volume pod LVM a nad ním jsem vytvořil souborový systém jfs.

cryptsetup luksFormat /dev/sdb1
cryptsetup luksOpen /dev/sdb1 dm-crypt
pvcreate /dev/mapper/dm-crypt
vgcreate vg-crypt /dev/mapper/dm-crypt
lvcreate --name data-test --size 15G vg-crypt
mkfs.jfs /dev/vg-crypt/data-test

čas kopírování 3m33.384s

Linux 2.6.28-gentoo-r5 (dx2300) 	22.9.2009 	_x86_64_	(2 CPU)

20:39:14        CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
20:39:24        all      0,00      0,00     40,95     41,95      0,00     17,10
20:39:34        all      0,00      0,00     39,90     41,80      0,00     18,30
20:39:44        all      0,05      0,00     41,63     41,58      0,00     16,74
20:39:54        all      0,05      0,00     40,70     41,30      0,00     17,95
20:40:04        all      0,10      0,00     43,81     41,26      0,00     14,84
Average:        all      0,04      0,00     41,40     41,58      0,00     16,98

Šifrování nad LVM vrstvou
Diskovou partition jsem přiřadil LVM, následně vzniklé logical volume jsem použil pro vytvoření šifrovacího zařízení a to jsem pak naformátoval na jfs.

pvcreate /dev/sdb2
vgcreate vg-sdb2 /dev/sdb2
lvcreate --name lv_for_crypt --size 15G vg-sdb2
cryptsetup luksFormat /dev/vg-sdb2/lv_for_crypt
cryptsetup luksOpen /dev/vg-sdb2/lv_for_crypt sifrovani_nad_lvm
mkfs.jfs /dev/mapper/sifrovani_nad_lvm 

čas kopírování 3m27.111s

Linux 2.6.28-gentoo-r5 (dx2300) 	22.9.2009 	_x86_64_	(2 CPU)

23:40:11        CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
23:40:21        all      0,00      0,00     43,10     41,85      0,00     15,05
23:40:31        all      0,05      0,00     43,81     42,26      0,00     13,89
23:40:41        all      0,00      0,00     43,50     41,30      0,00     15,20
23:40:51        all      0,00      0,00     42,28     41,28      0,00     16,44
23:41:01        all      0,05      0,00     43,66     40,51      0,00     15,78
Average:        all      0,02      0,00     43,27     41,44      0,00     15,27

Pro srovnání jsem použil také souborový systém jfs nad LVM bez šifrování.

čas kopírování 3m18.717s

Linux 2.6.28-gentoo-r5 (dx2300) 	22.9.2009 	_x86_64_	(2 CPU)

20:50:32        CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
20:50:42        all      0,00      0,00      6,75     43,23      0,00     50,02
20:50:52        all      0,00      0,00      7,90     42,13      0,00     49,98
20:51:02        all      0,05      0,00      8,35     42,43      0,00     49,18
20:51:12        all      0,05      0,00      8,05     42,78      0,00     49,13
20:51:22        all      0,00      0,00      7,65     43,20      0,00     49,15
Average:        all      0,02      0,00      7,74     42,75      0,00     49,49

Shrnutí

Použití LVM dopad na výkon má, což je vidět z posledního srovnávacího testu bez šifrování, který včera dopadl zhruba o 4s lépe. Nadruhou stranu to ovšem není nic dramatického a LVM není potřeba se bránit zejména tam, kde je využito smysluplně.
Pokud jde o šifrování pod a nad LVM, pak bych to hodnotil z pohledu dopadu na výkon asi jako prašť nebo uhoď. Ačkoli výsledky šifrování nad LVM dopadly lépe, uvědomil jsem si, že podmínky nebyly stejné. V případě šifrování pod LVM využívalo šifrovací zařízení celou 60GB partition a to ho mohlo znevýhodnit proti testu nad LVM, kde bylo omezené velikostí logického oddílu 15GB. Přetestovat znovu se mi to ale už nechce.
Jako daleko důležitější postřeh vnímám porovnání dnešních výsledků šifrování disku se souborovým systémem jfs a včerejších s ext3. Zde je rozdíl zcela patrný a je vidět, že správnou volbou souborového systému se dá hodně ovlivnit.

Dnes už jdu spát, zítra musím zase do práce, ale dnešní test ve mně vyvolal další otázky. V případě šifrování pod LVM má šifrovací zařízení k dispozici třeba i celý disk a LVM může logické oddíly nad ním různě zvětšovat a zmenšovat - v pohodě bez poškození dat? V opačném případě zvětším-li velikost LVM pod šifrovacím zařízením, bude možné zvětšit i souborový systém nad ním?

       

Komentáře

[frEon]

lvm jde zvetsovat i pri pouziti sifrovani

[hufhendr]

Předpokládám, že toto se týká zvětšení LVM nad šifrovacím zařízením ?

[petr_p]

Tak nebo tak tomu nic nebrání. Já běžně zvětšuji zásobník LVM < dm-crypt < souborový systém.

[hufhendr]

To znamená, jen abych si to dovedl správně představit, že šifrovací zařízení je vlastně roura? Úplně nezávislá na velikosti disku a již zašifrovaných datech?

[petr_p]

Dá se to tak představit, ale jsou tam jistá omezení, jako je zarovnání do bloku (používané proudové šifry jsou ve skutečnosti blokové) nebo závislost na pořadí bloku (některé režimy šifer odvozují inicializační vektor od čísla bloku na zařízení).

[hufhendr]

Takže platí stará pravda: "Použijeme-li v symetrickém šifrování jeden klíč, bude vstup vždy reprezentován stejným šifrovaným výstupem."

To znamená, že vlastně vůbec nezáleží na velikosti šifrovacího zařízení, je to úplně irelevantní. Nevím proč jsem si to tak nějak pořád představoval jako ve starých válečných filmech, kde dešifrovali data přijatá rádiem na čtverečkovém papíře přiložením jiného papíru s prostřihanými okénky (bitmapa) a hlava mi pak nechtěla pobrat, že by se ten papír třeba zvětšil a mohlo by to fungovat.

[CEST]

"V opačném případě zvětším-li velikost LVM pod šifrovacím zařízením, bude možné zvětšit i souborový systém nad ním?"

Mam doma taky nejaky sifrovany data a taky jsem premyslel, jak by to bylo lepsi udelat. Aktualne mam 5x2GB soubory jako PV, ktere jsou spojeny do VG a na tom je sifrovana LV. Vyhoda je, ze aktivuju LV a pres cryptsetup otevru jednu LV a tu namountuju. Nevyhoda je, ze si nejsem jistej, jestli se da ta sifrovana LV zvetsit. Pridam dalsi 2GB image, udelam PV, rozsirim VG, ale co ted? Ted jsem koukal, asi by sifrovany oddil rozsirit mohl jit, asi to zkusim.

Druha varianta je mit sifrovane jednotlive PV a po otevreni na ne vytvorit VG a LV. Vyhody jsou (a) moznost mit ruzna hesla pro jednotlive oddily, (b) jednoduche pridani dalsiho oddilu a vlozeni do VG. Nevyhoda je nutnost zadavat nekolik hesel pri otevirani oddilu.

[hufhendr]

Tak jsem právě otestoval zvětšení LV pod dm-crypt a následné zvětšení jfs nad ním, proběhlo to bez poškození dat, prostě perfektně.